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電廠負荷自動控制系統(tǒng)論文
電廠負荷自動控制系統(tǒng)論文在探討電廠負荷自動控制系統(tǒng)特點的基礎上，首先討論了幾種常用的電廠負荷的分配方法，分析了各個方法的主要原理與特點，闡述了幾種重要的智能決策方法，重點討論了遺傳算法、人工神經網絡法與混沌算法的原理及其優(yōu)缺點。對針對實際情況進行電廠負荷分配具有一定的參考作用。
電廠負荷自動控制系統(tǒng)論文【1】
【關鍵詞】負荷;優(yōu)先次序法;等微增率法;遺傳算法;人工神經網絡法
一、引言
隨著工業(yè)的發(fā)展，節(jié)能減排也日益突出，成為電力系統(tǒng)應該重點注意的一項工作。
電能是我國重要的能源之一，不是取之不盡用之不竭的，且沒有可以被貯存的功能，因此，需要在進行負荷分配的時候，注意最優(yōu)化選擇與經濟效益，以同時加強電力企業(yè)的競爭力與降低成本。
本文針對以上情況，對合理進行最優(yōu)化負荷分配進行了詳細的分析與討論。
主要介紹了常用的分配方法與具體的智能算法，可以為電廠根據(jù)自身情況選擇合理的分配方案提供指導作用。
二、電廠負荷自動控制系統(tǒng)的特點
(一)參加調峰、調頻。
調峰與調頻在電網運行中是非常重要的，因此，電廠負荷自動控制系統(tǒng)與參加調峰、調頻密不可分。
為此，要合理控制、規(guī)劃電網的調峰與調頻情況，保證自動化控制系統(tǒng)可以滿足電網的基本要求。
(二)穩(wěn)定機組運行。
機組在運動過程中將會受到不同程度的內外干擾，從而造成一定的機組運行不穩(wěn)定情況發(fā)生。
因此，要保證機組在運行過程中的能量平衡與質量平衡，進而穩(wěn)定機組的運行狀態(tài)。
(三)接口完善。
電廠負荷自動控制系統(tǒng)運行屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)，需要與其他系統(tǒng)進行不斷的信息交互工作，為此，必須保證接口完善，任務交互不會發(fā)生錯誤，使得系統(tǒng)的協(xié)調性更強，更加完善。
(四)可供選擇性強。
電廠負荷自動控制系統(tǒng)的設計必須可以滿足不同的要求。
在實際的電廠工作運行中，情況較多且均比較復雜。
而且，機組在運行過程中可以會發(fā)生錯誤，導致其中的一個或幾個機組被分割到運行之外，此時，電廠負荷自動控制系統(tǒng)不能因此停止運行，必須繼續(xù)保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行狀態(tài)。
三、電廠負荷的分配方法
(一)優(yōu)先次序法。
優(yōu)先次序法的主要步驟如下：首先，根據(jù)電廠中機組的實際運行效率計算出各個機組單獨工作時的最大效率;然后，將各個機組按照效率的高低，由大至小進行排序，進而各個機組依次分配負荷。
(二)等微增率法。
等微增率法[1]指的是在等式的約束條件下，有效使用基于數(shù)學極致計算理論得到的等微增率法，進行各個機組的負荷分配。
這種分配方法具備計算簡單、使用方便的優(yōu)點。
但是，由于該方法要是各個機組的煤耗為嚴格的凸函數(shù)，增率曲線是單調遞增可微的，因此容易導致計算失真的情況發(fā)生。
(三)逐點法。
這種方法也被稱為窮舉法，是根據(jù)指定的間隔依次確定總分配方案的方法。
針對每一種方案分別計算出對應的各個機組的煤耗與發(fā)電廠的總煤耗[2]，合理選擇出使全廠煤耗最小的分配方法。
這種分配方法通過實測性能曲線對各個機組工況點進行了計算，有效的避免人為擬合導致的誤差的產生，且對性能曲線的連續(xù)光滑性沒有要求。
但這種方法的計算消耗時間較長，無法保證其可被用于實時計算。
(四)動態(tài)規(guī)劃法。
動態(tài)規(guī)劃法要求所需要求解的問題要具備明確的階段性，需要使用運籌學原理，用這種方法求解機組的負荷最優(yōu)分配問題時，調度區(qū)間被分為若干個時間段，每個時間段通常為一個小時。
由初始階段開始依次計算到達各個階段各個狀態(tài)的累計花費[3]，包含啟停機組的花費與運行時所消耗的燃料費用。
再根據(jù)最后階段所累計費用的最小狀態(tài)，依次記錄各個階段，使得總的累計費用為最小的最優(yōu)狀態(tài)。
這種方法不需要硬性規(guī)定任何先決條件，可以避開微增率曲線，因此，該方法被廣泛使用。
四、智能決策方法
智能決策方法是指通過利用計算機程序的智能原理，結合人類的思想，進行建模，從而達到目的的方法。
該決策方法目前已被廣泛使用于工業(yè)領域。
(一)遺傳算法。
遺傳算法是通過模擬生物根據(jù)達爾文進化論在自然界中的遺傳與進化過程，從而形成的一種自適應搜索最優(yōu)方法的模型[4]。
這種算法的實際應用型較強，是屬于框架式的算法，可以根據(jù)不同的實際問題套用，從而得到最優(yōu)解，且該算法對目標函數(shù)沒有硬性的特殊規(guī)定與要求。
這種算法具備魯棒性強、搜索效率高的優(yōu)點。
且不易在搜索過程中陷入局部最優(yōu)，從理論上分析，該算法可以有效找到全局的最優(yōu)解。
使用這種方法求解電廠符合最優(yōu)分配方法，可以得到多個可供選擇的方法，該算法具備靈活的特點，且可以同時考慮多種不同的約束。
(二)人工神經網絡法。
人工神經網絡法是模擬人類大腦物理結構的模型的算法。
該算法可以充分逼近任意復雜的非線性關系。
解決問題時候所涉及到的定量與定性的參數(shù)都可以以等式的方式被存儲在神經網絡內的每個神經單元內，因此，該算法具備魯棒性的優(yōu)點，且具備一定的容錯性。
多層前饋神經網絡模型是目前常用的人工神經算法之一。
該算法具備如下優(yōu)點：預測準確性較強;當計算遇到錯誤或干擾時，魯棒性較強;輸出具備較強的靈活性，可以是離散形式的真值，也可以是含有一些離散值和真值的向量;評估速度較快。
但是，該算法也有一些缺點不容忽視：函數(shù)比較復雜，不易理解;收斂速度較慢。
(三)混沌算法。
混沌算法獲取最優(yōu)值的方法是通過約束條件將系統(tǒng)與機組用罰函數(shù)所表示出來。
然后，把目標值與罰函數(shù)定為尋優(yōu)目標，進而進行根據(jù)混沌運動特性與自身過濾特性的方式的搜索過程。
從而獲得電廠負荷最優(yōu)分配的結果。
混沌算法是一種智能型算法，具備某種隨機性。
該算法具備以下優(yōu)點：效率較高;使用便利;保密性好;安全性高。
五、結束語
合理進行電廠負荷最優(yōu)化分配是電力行業(yè)的一個重要的問題。
降級機組的運行成本可以提高企業(yè)的競爭力，是電廠普遍關心的問題之一。
本文針對最優(yōu)化選擇電廠負荷分配方法進行了歸納與總結，在介紹電廠負荷分配方法的基礎上，對目前常用的幾種算法進行了討論，給電力企業(yè)針對自身情況，合理選擇負荷分配提供了一定的參考。
參考文獻：
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火力電廠自動控制系統(tǒng)的研究【2】
【摘要】近年來，隨著我國電力系統(tǒng)以及社會城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，電能的需求量不斷增大，造成火力發(fā)電廠的生產規(guī)模也越來越大。
為能夠有效的保障火力發(fā)電廠的供電安全性與穩(wěn)定性，降低發(fā)電的運行成本，目前國內大多數(shù)火力發(fā)電廠基本上都采用了自動控制系統(tǒng)。
根據(jù)火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)的實際運行情況，在闡述火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)普遍存在的問題及分析的基礎上，對提高火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)性能分析方法和措施進行了深入的分析研究，對于優(yōu)化提高電力系統(tǒng)供電可靠性，保障人民的生命財產安全具有一定的現(xiàn)實意義和理論依據(jù)。
【關鍵詞】火力發(fā)電廠;自動控制;系統(tǒng);研究
1、引言
近年來，隨著經濟社會的快速發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，電能的需求量和供電的穩(wěn)定性成為變電運行中的關鍵，進而火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)問題也逐步成為電力部門普遍關注的核心問題。
但是在近些年來對火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)分析過程中，卻發(fā)現(xiàn)了大量的致命問題，有的甚至會威脅到電力系統(tǒng)的安全性穩(wěn)定運行，這不僅會影響到火力發(fā)電廠的效益，而且會對電力供應安全性和可靠性造成一定的影響。
怎樣才能優(yōu)化火力發(fā)電廠的自動控制，使配電網的可靠性得到保障，是火力發(fā)電廠必須要面對的重大挑戰(zhàn)。
因此，對火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)進行研究和分析，對于保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著積極的意義。
2、火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)普遍存在的問題及分析
1、火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問題分析
(1)火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)極易受到外界干擾 火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)是一個較為龐大的系統(tǒng)。
但其中的過熱和再熱汽溫的控制系統(tǒng)、分散控制系統(tǒng)以及積水自動系統(tǒng)等是最容易受到外界干擾的部分，同時系統(tǒng)對象體積也比較大。
這也是火力發(fā)電廠的自動控制較為常見的問題。
(2)調節(jié)器的反應時間較慢，造成控制系統(tǒng)執(zhí)行命令的的響應時間延長 在測量值與固定值的偏差值不為零的情況下，調節(jié)器的積分環(huán)節(jié)就會不斷的起作用，從而引起調節(jié)器的輸出值也在不斷的發(fā)生變化(只有當調節(jié)器出現(xiàn)積分飽和時，其輸出值才會停止變化)。
當火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)的調節(jié)器處于飽和狀態(tài)時，如果當偏差值產生變化時，就會造成調節(jié)器的反應時間變的非常緩慢，這樣就會引起火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)執(zhí)行命令的的響應時間延長很多。
這不僅沒有使火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)發(fā)揮其應有的功能，而且也造成了控制過程中存在著安全隱患，從而降影響了整個火力發(fā)電廠的工作效率。
2、火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)的性能分析方法
最小方差控制作為目前評價火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)性能指標的主要分析方法，通常具有一下幾大優(yōu)點。
首先，不需要增加額外的附加實驗便可對閉環(huán)回路進行測定，直接進行性能評估。
其次，它提供了相當豐富的有效信息，例如利用其提供的信息，來比較輸出方差和實際的控制系統(tǒng)輸出最小方差之間的差距，掌握系統(tǒng)的實際運行情況，給出合理的改善目標。
在控制器不能發(fā)揮其作用的情況下，可以通過分析其不穩(wěn)定的原因，重新設計控制器保障火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
不可避免的，最小方差控制也存在著一些缺陷。
3、提高火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)性能的幾種方法
(1)及時更新自動控制系統(tǒng)內部的各個組織結構，保證其達到最佳的運行狀態(tài)
為了能夠讓火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)充分發(fā)揮其性能，應及時改進、更新自動控制系統(tǒng)內部的各組織結構，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的實時更新。
火力發(fā)電廠應該制定計劃，及時安排有工作經驗的值班人員來更新自動控制系統(tǒng)，從而保證系能夠達到最佳的運行狀態(tài)。
例如為了提高火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能，發(fā)電廠的工作人員就應該及時更新數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)。
自動控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有在線檢測，屏幕顯示，數(shù)據(jù)采集及處理等功能。
通過采集卡掃描從外界采集的數(shù)據(jù)點，然后自動控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行分析判斷，將新的數(shù)據(jù)點傳輸至數(shù)據(jù)庫當中，以便數(shù)據(jù)庫得到及時更新。
(2)采用誤差檢測技術方法檢測控制系統(tǒng)的故障問題，提高系統(tǒng)的性能
目前，在對火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)進行故障檢測時，大都采用誤差檢測技術方法。
誤差檢測技術方法的核心問題就是檢測、分析期望值的偏離誤差。
通過設置測量信號的上、下限來判斷測量值是否處在所設置測量信號的上下限范圍之內，若不處于范圍之內，則認為信號處于不正常狀態(tài)，否則信號處于正常狀態(tài)。
此外，除了要檢測故障的信號期望值以外，通常還要附加檢測測量信號的變化速率，若測量信號的變化速率處于設置的上下限之內，則認為系統(tǒng)處于正常狀態(tài)。
(3)在火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)中引進AGC管理模式，提高系統(tǒng)的性能
火力發(fā)電廠AGC系統(tǒng)的實現(xiàn)功能相當豐富，AGC系統(tǒng)的功能實現(xiàn)過程不僅是一個火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)的過程，同時它還要涉及到電力調度指令等多方面的環(huán)節(jié)。
因此為了能夠更好的實現(xiàn)AGC系統(tǒng)功能，實現(xiàn)火力發(fā)電廠的自動化控制發(fā)電技術，不僅僅要提高發(fā)電機組的工作能力，而且更要增加技術研究和資金投入，加強研發(fā)力度，努力完善各發(fā)電機組的自動化水平，保障AGC自動發(fā)電控制系統(tǒng)能夠在各個電網之中充分發(fā)揮其巨大的作用。
(4)在火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)中應用PLC控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的性能
隨著我國電力改革的進一步深化，電力企業(yè)近年來逐步實現(xiàn)了競價上網、廠網分開的運行模式。
這就迫使火力發(fā)電廠也要不斷的進行改革，采取有效的方法來減小發(fā)電的運行成本，從而不斷的提高發(fā)電的生產效率。
因此，火力發(fā)電廠自動化控制系統(tǒng)的實施是火力發(fā)電廠的必然選擇。
目前，在發(fā)電廠火力發(fā)電機組的設計過程中一般都遵循自動化控制水平較高的設計原則。
例如在進行輔助車間部分設計時，大都采用輸煤、水處理、除灰等技術，集中縮小監(jiān)控點的范圍。
建立控制檢測網絡，結合成熟可靠的PLC可編程控制器及以太網，從而實現(xiàn)單元控制室對整個輔助車間進行控制、檢測。
(5)在火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)中應用DCS控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的性能
火力發(fā)電廠通常都采用DCS自動控制系統(tǒng)。
應用DCS控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)的閉環(huán)辨識、在線檢測、故障報警以及檢測系統(tǒng)的執(zhí)行機構是否處于正常工作狀態(tài)等功能。
4、結束語
隨著電能的需求量不斷增大，火力發(fā)電廠的規(guī)模不斷增加，為了保證發(fā)電的連續(xù)性和安全性，對火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)問題的研究與分析已成為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵。
因此，基于火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)普遍存在的問題，通過實際有效的技術和管理方法，提高火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)的性能，對于保障電力系統(tǒng)的可靠性具有一定的現(xiàn)實意義。
但火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)的成熟與進步，仍然需要實際運行中不斷的不斷完善。
參考文獻
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發(fā)電廠電氣節(jié)能與電氣自動控制系統(tǒng)設計【3】
摘要：火力發(fā)電廠作為能源消耗的大戶, 應該更多地承擔節(jié)能降耗的責任, 從設計的角度, 對火力發(fā)電廠電氣節(jié)能技術進行分析探究。
關鍵詞：電廠 自動化 系統(tǒng) 組成 節(jié)能 電氣設計
隨著我國經濟飛速發(fā)展, 能源的供需矛盾日益突出, 可持續(xù)發(fā)展和綠色經濟概念將成為我國工業(yè)經濟發(fā)展的主導方向。
以往的掠奪式開發(fā)、粗放型經營、高能耗的工業(yè)將退出歷史舞臺。
作為現(xiàn)代能源的主導, 電力行業(yè)也需要及時轉變觀念, 在節(jié)能降耗上加大投入, 加快新技術的開發(fā)及應用。
發(fā)電廠的節(jié)能降耗, 最明顯的是節(jié)約燃料、提高鍋爐燃燒效率、提高熱力循環(huán)效率、降低傳輸熱量損耗。
但這些往往是設備材料制造水平決定的, 在設計中繼續(xù)挖掘的潛力不大。
而電氣專業(yè)由于總體能耗相對比重不是很大, 以往重視程度也不夠, 反而有較大的潛力可挖。
電氣節(jié)能, 可以從以下幾個方面著手。
一、降低變電過程中變壓器損耗
變壓器損耗分空載損耗和負載損耗。
空載損耗主要取決于變壓器鐵心的材質及變壓器內部結構。
負載損耗主要取決于線圈的材質和導體截面。
1. 采用節(jié)能型變壓器。
由于材料技術的不斷發(fā)展和變壓器廠對結構的不斷改進, 節(jié)能型變壓器發(fā)展也很快。
通過實踐節(jié)能型變壓器節(jié)能效果還是非常好的, 因此應優(yōu)先選擇節(jié)能設計新型的節(jié)能變壓器。
2.調整變壓器運行方式節(jié)約能耗。
盡量減少空載運行變壓器數(shù)量。
我們知道, 火力發(fā)電廠一般都設置大容量的高壓啟動備用變壓器, 作為高壓廠用變壓器的備用兼作電廠啟動電源, 其容量一般都與最大的高壓廠用變壓器相同, 容量很大, 空載損耗也很大。
應注意電廠用電的可靠性應滿足規(guī)程規(guī)范的要求。
在滿足電廠用電可靠性的前提下, 低壓廠用電接線盡量采用暗備用動力中心方式接線。
在暗備用動力中心接線方式下, 正常運行時, 兩臺互為備用的變壓器各帶一半負荷運行, 每臺變壓器的負載損耗降為帶全部負荷時的1 /4, 節(jié)能效果明顯。
采用明備用動力中心接線雖然可以節(jié)約變壓器投資, 但增加了電纜和電纜通道的投資, 經濟上優(yōu)勢不大, 從長期運行角度看, 暗備用動力中心接線方式經濟上更具有優(yōu)勢。
二、降低輸電過程中的線路損耗及鐵磁性損耗
1.用經濟電流密度選擇載流導體載面。
導體選擇時, 除配電裝置的匯流母線以外, 對于全年負荷利用小時數(shù)較大, 母線較長, 傳輸容量較大的回路(如發(fā)電機至主變壓器和發(fā)電機至主配電裝置的回路) , 均應按照經濟電流密度選擇導體截面。
這樣可以在投資優(yōu)化的前提下, 也降低了線損能耗。
2.采用封閉母線。
發(fā)電機引出線載流導體除應按照經濟電流密度選擇外, 還應在布置及安裝可能的基礎上, 優(yōu)先采用離相封閉母線。
縮短導體長度, 減少輸電線損。
同時由于屏蔽效果良好, 極大的降低了輸電路徑上的鐵磁性損耗。
另外在運行可靠性、減少維護工作量和美觀上也有較大提升, 可謂一舉多得。
3.減少輸電過程中的鐵磁性損耗。
在交變磁場的作用下, 鋼材料會產生渦流損耗和磁滯損耗, 統(tǒng)稱為鐵磁性損耗。
如果鐵磁性損耗過大, 會造成鋼材料局部過熱, 可能全威脅到人身安全、設備安全或結構安全, 還造成大量電能損耗。
要減少鐵磁性損耗, 應從減少交變磁場中鋼材料的使用、增加屏蔽、避免形成閉合回路、改善鋼材料與載流導體空間關系等方面入手。
具體措施,導體金具應采用設計更為先進的型號及盡量采用非導磁性材料制造的金具, 這樣既降低了損耗, 也意味著溫升降低, 延長了金具安全使用壽命。
在電抗器周圍應嚴格按照制造廠給出的空間尺寸來限制鋼結構使用的空間范圍。
同時也要注意盡量減少電抗器周圍鋼材料的使用, 在合理的范圍內盡量加大鋼結構與電抗器的距離。
在有強交變磁場的空間內, 在鋼結構設計上,合理選擇鋼構與母線的相對位置, 使鋼構盡量與導體垂直, 以使不產生感應電勢和環(huán)流。
避免較長鋼結構與母線平行。
大面積鋼筋混凝土中的鋼筋結構, 應將鋼筋結構割成不連續(xù)的小尺寸或在縱橫鋼筋交叉點用包扎絕緣的方法, 以減少環(huán)流。
斷開閉合回路。
設計中應避免大電流母線附近的鋼構件形成包圍一相或兩相的閉合回路, 如不可避免時可采用黃銅焊縫或絕緣板隔離磁路的方式。
在大電流敞開式母線與鋼構之間加裝電阻率低的非導磁率材料制作的屏蔽板, 可明顯減少鋼構的鐵磁性損耗。
在大電流敞開式母線支持鋼結構上加裝電阻率低的非導磁率材料制作屏蔽環(huán), 可明顯減少鋼構的鐵磁性損耗。
三、降低電力拖動過程中的損耗
發(fā)電廠中使用的電動機基本都是鼠籠型異步交流電動機, 具有結構簡單、運行可靠、價格便宜、易于維護等優(yōu)點, 是電力拖動的絕對主力。
為了降低電力拖動中異步電動機的損耗, 首先要選擇效率高、功率因數(shù)高的電動機;二是采用調速技術, 使用電動機在低負荷時低轉速運行, 進而提高效率, 達到節(jié)能降耗的目的。
在實踐中獲得應用的三相異步電動機電氣調速技術, 常見的有: 變極調速,電動機采用多速電機，通過繞組的不同接法獲得不同的極對數(shù), 以獲得不同的轉速。
高壓多速電機, 一般應用于大功率風機、大功率水泵。
低壓多速電機, 一般應用于通風機、機床、行車、起重機等。
相比單速電機, 也有較好的節(jié)能效果。
變頻調速,交流電機變頻調速系統(tǒng)由交流電機、可以變頻變壓的靜止變頻裝置及其控制電路等組成。
靜止變頻裝置可以分為交- 交變頻和交-直-交變頻兩大類。
其中交-直-交變頻應用較廣。
交-交變頻器: 亦稱直接變頻器或循環(huán)變頻器。
它由接到同一交流電源上的若干相控整流器所組成, 按照一定的規(guī)律控制各相控整流器的控制角, 使整流器工作在整流或有源逆變狀態(tài), 就可以在輸出端得到多相整流波的包絡線所組成的較低頻率的交流電。
這種方法僅適合大功率低速的交流拖動。
交-直-交變頻器: 亦稱間接變頻器。
它是先把電網頻率的交流電用可控或不可控的整流器變?yōu)橹绷麟? 經過中間直流電路, 再用逆變器變換為頻率可調的交流電, 從而控制電動機的轉速。
由于變頻調速有諸多優(yōu)點, 對于電廠中負荷變化較大的電力拖動機械, 或經常處于低負荷運行的電力拖動機械, 在經過技術經濟分析后及安裝可能的前提下, 均應采用變頻調速裝置, 可以節(jié)約大量電能。
改變轉差率調速。
轉子串接調速變阻器調速。
電機采用繞線型異步電機, 通過控制電路投切轉子回路中串接電阻數(shù)量, 隨著轉子電阻增加, 轉差率s 變大, 異步電動機轉速降低。
此方法優(yōu)點是簡單, 可獲得較高的轉矩。
經常使用的起重類機械, 不應采用此種調速方式, 應采用變頻調速以節(jié)約電能。
串級調速改變轉子回路電阻調速時, 將在調節(jié)電阻中消耗很大的功率。
為了使這部分功率不消耗掉, 于是提出了在轉子回路中接入附加電勢的調速方法, 稱為串級調速。
現(xiàn)在串級調速方法是將異步電機轉子回路的轉差頻率交流電由半導體整流器整流為直流, 再經過靜止的逆變器把直流轉變?yōu)楹碗娋W同頻率的交流, 通過變壓器反饋回交流電網, 提高了調速系統(tǒng)的效率。
由于高壓變頻器價格逐步下降, 高壓串級調速裝置也將退出市場, 由高壓變頻器取代。
電磁轉差調速。
采用電磁調速籠型電動機, 通過改變電磁離合器的勵磁電流, 進而改變異步電機轉差, 達到調速目的。
電氣專業(yè)實際設計工作中, 應根據(jù)工藝專業(yè)提供的負荷特點和調速要求, 通過技術經濟分析, 靈活選用調速方式, 最終達到節(jié)能降耗的良好目的。
四、降低照明損耗
1.采用專用照明調壓器。
火力發(fā)電廠照明電一般都取自動力電源, 動力電源要求電網的電壓高, 以使電機類電力拖動負荷更容易啟動。
對于電廠來說, 由于動力負荷要比照明更為重要, 實際運行時照明燈具電源電壓就遷就于動力電電壓。
照明燈具屬于電阻性負荷, 功率近似正比于電壓的平方。
降低工作電壓, 也解決了發(fā)電廠燈具壽命短,可謂一舉多得。
2.采用節(jié)能型燈具。
隨著技術的不斷發(fā)展, 節(jié)能型燈具的壽命逐步提高, 價格不斷下降, 其綜合經濟指標已具有明顯優(yōu)勢。
因此發(fā)電廠的照明設計應緊跟照明技術的發(fā)展, 積極推廣使用新型節(jié)能燈具, 以節(jié)約電能。
3.對功率因數(shù)低的氣體放電燈采用電容補償，采用電容補償型燈具可使功率因數(shù)更高,節(jié)電效果明顯。
五、發(fā)電廠電氣自動控制系統(tǒng)
電力系統(tǒng)中發(fā)電量的控制，一般分為三種情況：一是由同步發(fā)電機的調速器實現(xiàn)的控制;二是由自動發(fā)電控制(簡稱 AGC)實現(xiàn)的控制;三是按照經濟調度要求實現(xiàn)的控制。
第一種情況通常叫做頻率的一次調整控制;第二種情況稱為頻率的二次調整控制;而第三種則稱為頻率的三次調整。
這三種調整控制頻率的方式是有差別的。
由調速器實現(xiàn)調頻以控制發(fā)電機組的輸出功率，其響應速度較快，可適應小負荷短時間的波動;對周期在10s至多2～3min以內而幅度變化較大的負荷，已經不能由調速器本身的調頻特性來進行調整控制，就需要由電力系統(tǒng)控制中心，根據(jù)系統(tǒng)的頻率以及與其他地區(qū)相連的
輸電線上的功率的偏移程度，啟動AGC來進行控制負荷;對于周期在三分鐘以上的負荷波動，可以根據(jù)以往實測的負荷變化情況(即所謂的負荷曲線)和預測幾分鐘后總負荷變化趨勢，由計算機算出發(fā)電機組最經濟的輸出功率，然后發(fā)出控制命令到各發(fā)電廠進行調整，即按經濟調度實現(xiàn)負荷分配控制。
AGC是以控制調整發(fā)電機組輸出功率來適應負荷波動的反饋控制。
電力系統(tǒng)中功率的不平衡將導致頻率的偏移，所以電網的頻率可以作為控制發(fā)電機輸出功率的一個信息。
發(fā)電機組上的調速器能根據(jù)電力系統(tǒng)頻率變化自動地調節(jié)發(fā)電機的輸出功率，所以在某種意義上講也具有自動發(fā)電控制的功能，但通常不稱為自動發(fā)電控制。
這里指的 AGC是一種控制性能比較完善和作用較好的發(fā)電機輸出功率的自動控制。
它利用電子計算機來實現(xiàn)控制功能，是一個小型的計算機閉環(huán)控制系統(tǒng)，有時也稱為 AGC系統(tǒng)。
1.電氣自動控制系統(tǒng)設計基本原理
最簡單的AGC系統(tǒng)的結構，它是具有一臺發(fā)電機組和聯(lián)絡線的 AGC系統(tǒng)。
Pzd為輸電線路功率的整定值，Pzd為系統(tǒng)頻率整定值，P為輸電線路功率的實際值，f為系統(tǒng)頻率的實際值，Bf為頻率修正系數(shù)，K(S)為外部控制回路，用來根據(jù)電力系統(tǒng)頻率偏差和輸電線路上的功率偏差來確定輸出控制信號，Pw為系統(tǒng)要求調整的控制信號功率，N(S)為內部控制回路，用來控制調整調速器閥門開度，已達到所需要的輸出功率。
對于具有多個聯(lián)絡點和發(fā)電機組的實際電力系統(tǒng)，則AGC將變?yōu)榘S多并聯(lián)發(fā)電機組控制回路的形式，其內部控制回路和外部控制回路的基本結構并未改變。
G1、G2、G3為發(fā)電機組;ACE稱為誤差信號信息，用來根據(jù)系統(tǒng)頻率偏差以及輸電線路功率偏差來確定輸出控制信號;負荷分配器根據(jù)輸入的控制信號大小并且根據(jù)等微增率準則或其他原則來控制各臺發(fā)電機輸出功率的大小。
自動發(fā)電控制系統(tǒng)具有四個基本任務和目標：使全系統(tǒng)的發(fā)電機輸出功率和總負荷功率相匹配;將電力系統(tǒng)的頻率偏差調整控制到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值;控制區(qū)域間聯(lián)絡線的交換功率與計劃值相等，以實現(xiàn)各個區(qū)域內有功功率和負荷功率的平衡;在區(qū)域網內各發(fā)電廠之間進行負荷的經濟分配。
2.自動發(fā)電控制系統(tǒng)包括兩大部分：
(1)負荷分配器。
根據(jù)電力系統(tǒng)頻率和其他有關測量信號，按照一定的調節(jié)控制準則確定各發(fā)電機組的最佳設定輸出功率。
(2)發(fā)電機組控制器。
根據(jù)負荷分配器所確定的各發(fā)電機組最佳輸出功率，控制調速器的調節(jié)特性，使發(fā)電機組在電力系統(tǒng)額定頻率下所發(fā)出的實際功率與設定的輸出功率相一致。
自動發(fā)電控制系統(tǒng)中的負荷分配器是根據(jù)所測量的發(fā)電機實際輸出功率和頻率偏差等信號按照一定的準則分配各臺發(fā)電機組輸出功率。
決定各臺發(fā)電機組設定的功率Pwi的負荷分配器，目前廣泛采用以“基點經濟功率Pbi”和“分配系數(shù)ai”來表示每臺發(fā)電機組的輸出功率的方法。
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